基于分等级结构NiO/Zn2SnO4纳米花的乙醇传感器研究

采用水热合成结合溶液浸渍的方法制备了具有分等级结构的NiO/Zn2SnO4纳米花复合材料.以NiO/Zn2SnO4为敏感材料,采用旁热式气敏元件结构,制作了气体传感器.利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和X-射线光电子能谱仪等对样品的组分构成及微观形貌进行表征,结果表明,所制备的Zn2SnO4呈现出由纳米片构成的纳米花分等级结构,NiO在不破坏Zn2SnO4基体形貌的基础上通过溶液浸渍法以纳米粒子的形式成功修饰在纳米花表面.对Zn2SnO4和NiO/Zn2SnO4的气敏性能进行了系统测试,NiO/Zn2SnO4纳米花对乙醇展示出良好的气敏特性.乙醇浓度在1～100μL/...

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Published in分析化学 Vol. 50; no. 4; pp. 564 - 573
Main Authors 李昕, 刘彩霞, 周敬然, 马艳, 阮圣平
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 吉林大学电子科学与工程学院,集成光电子学国家重点实验室吉林大学实验区,长春 130012 2022
Subjects
气体传感器
乙醇
异质结构
锡酸锌
氧化镍
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ISSN0253-3820
DOI10.19756/j.issn.0253-3820.210880

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Summary:采用水热合成结合溶液浸渍的方法制备了具有分等级结构的NiO/Zn2SnO4纳米花复合材料.以NiO/Zn2SnO4为敏感材料,采用旁热式气敏元件结构,制作了气体传感器.利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和X-射线光电子能谱仪等对样品的组分构成及微观形貌进行表征,结果表明,所制备的Zn2SnO4呈现出由纳米片构成的纳米花分等级结构,NiO在不破坏Zn2SnO4基体形貌的基础上通过溶液浸渍法以纳米粒子的形式成功修饰在纳米花表面.对Zn2SnO4和NiO/Zn2SnO4的气敏性能进行了系统测试,NiO/Zn2SnO4纳米花对乙醇展示出良好的气敏特性.乙醇浓度在1～100μL/L范围内,响应值与浓度之间呈良好的线性关系,线性相关性系数(R2)为0.9990.在230oC的工作温度下,对100μL/L乙醇的响应值为46.5,响应时间和恢复时间分别是3和16 s,并且展示出良好的选择性与稳定性.与Zn2SnO4相比,NiO/Zn2SnO4复合材料的敏感特性明显提升,Zn2SnO4与NiO之间的p-n异质结构以及NiO的催化协同作用是气敏特性提升的主要原因.此分等级结构NiO/Zn2SnO4基传感器的构建为乙醇的高灵敏检测提供了参考.
ISSN:0253-3820
DOI:10.19756/j.issn.0253-3820.210880